Motywacyjne funkcje układu siatkowatego

Czy wiesz, jaka część mózgu odpowiada za to, że budzisz się na dźwięk budzika, podczas gdy jeszcze przed chwilą znajdowałeś się w „objęciach Morfeusza”? Jak to się dzieje, że kobiety szybciej niż ich mężowie wybudzają się na odgłos płaczu dziecka? Co sprawia, że mężczyzna zrywa się ze snu pod wpływem niezbyt intensywnego swądu, podczas gdy u znacznej części kobiet nie spotkamy aż tak nagłej reakcji? Jak to się dzieje, że człowiek odpowiada szybką i adekwatną reakcją organizmu na zagrożenia i zmiany w otoczeniu? Dlaczego pewne bodźce pobudzają nas do działania, zaś inne zdają się obojętne? Jak to się dzieje, że trudne doświadczenia życiowe, mogą prowadzić do przyszłej podwyższonej pobudliwości nerwowej, nadmiernej reaktywności na bodźce, poczucia zagrożenia oraz napięcia wobec sytuacji niezagrażających? Za te oraz wiele innych przejawów naszego funkcjonowania w znacznym stopniu może odpowiadać m. in. układ (twór) siatkowaty. 

Twór siatkowaty i jego znaczenie w funkcjonowaniu umysłu jest kolejnym przykładem na to, że rozmiar nie zawsze jest proporcjonalny do pełnionej roli. Twór siatkowaty jest drobną strukturą, umiejscowioną w centrum pnia mózgu. Pomimo niepokaźnej wielkości okazuje się podstawą dla świadomości, procesów myślenia, uczenia się oraz działania!

Myślenie, spostrzeganie oraz inne specyficznie ludzkie, złożone funkcje umysłowe realizowane są dzięki szczególnie zaawansowanej budowie i funkcjonalności kory mózgowej człowieka. Jednakże, aby struktura korowa mogła wypełniać te skomplikowane zadania, potrzebuje współpracy z układem siatkowatym, który będzie pobudzał ją do pracy [1].

Układ a twór siatkowaty

Bogusław Gołąb i Władysław Traczyk  podają, iż układ siatkowaty jest terminem  używanym  na określenie czynności umysłowych. Z kolei w odniesieniu do budowy anatomicznej mózgu, powiemy o neuronach składających się na twór siatkowaty [2]. Semantyczną różnicę pomiędzy układem siatkowatym a tworem siatkowatym, możemy porównać do relacji pomiędzy mózgiem a umysłem. Termin mózg używa się tam, gdzie omawiana jest budowa anatomiczna, zaś określenie umysł odnosi się do czynności mózgu (przejawów aktywności organu). 

Eksperyment na tworze siatkowatym małp

Giuseppe Moruzzi oraz H. W. Magoun, dwaj wybitni fizjolodzy z Uniwersystetu w Northwestern realizowali badania polegające na wszczepianiu kotom elektrod w okolicach układu siatkowatego. Okazało się, iż niewielka stymulacja elektryczna tworu siatkowatego wywołuje stopniowe budzenie się ze snu, podobne do reakcji na głaskanie. Na podstawie tych obserwacji ustalono, iż twór siatkowaty odpowiada za wybudzanie organizmu i nadano mu adekwatną nazwę: układu siatkowatego pobudzającego [1].

System alarmujący

Rola tworu siatkowego nie kończy się jednak na wzbudzaniu stanu czuwania. Pobudzająca funkcja układu siatkowatego przejawia się również się na inne sposoby. Pełni on funkcję stymulującego informatora mózgu. aktywizuje korę mózgową, gdy w środowisku zewnętrznym pojawią się bodźce wymagające określonej odpowiedzi organizmu. Gdy narządy zmysłu odbierają informację o zdarzeniach zewnętrznych, w tym o potencjalnych zagrożeniach, układ siatkowaty stymuluje korę mózgową, dzięki czemu możliwe jest podjęcie potrzebnych i odpowiednich do sytuacji działań. Twór siatkowaty aktywizuje się w odpowiedzi na hałas, bodźce świetlne, bodźce czuciowe (np. ból w wyniku uderzenia, podrażnienia skóry, jak i ból trzewi), zapachowe (np. zapach dymu), po czym stymuluje obszar korowy. Z tej właśnie funkcji bierze się potoczne określenie, synonimiczne dla układu siatkowatego. Mówi się, iż pełni on rolę mózgowego systemu alarmowego [1].

 Pobudzanie i hamowanie aktywności 

Jak podają Gołąb i Traczyk na układ siatkowaty składają się: układ siatkowaty wstępujący, działający pobudzająco lub hamująco, a także układ siatkowaty zstępujący. Część wstępująca odpowiada za przewodzenie impulsów pobudzających do całej kory mózgowej oraz do podkorowych ośrodków motywacyjnych, sterujących zachowaniem człowieka, do obszarów autonomicznego układu nerwowego i układu hormonalnego. Z kolei układ stępujący kieruje odruchowymi czynnościami rdzenia kręgowego, napięciem mięśni poprzecznie prążkowanych, a także pracą obszarów regulujących  krążenie i oddychanie. W części zstępującej rozróżnia się część odpowiedzialną za hamowanie oraz część pobudzającą [2]. 

Badania nad siatkowatym układem aktywującym wykazały, że dopóki kora mózgowa nie zostanie pobudzona, dopóki docierające do niej informacje nie zostaną odebrane ani przetworzone. Natomiast w stanie optymalnego pobudzenia kora mózgowa szybko rozpoznaje dochodzące do niej sygnały i przetwarza je [cyt. Franken, s. 157-158][5].  

Sprawność umysłowa w warunkach stresu 

Rober E. Franek podaje, iż informacje odbierane przez receptory zmysłów (słuchu, dotyku, wzorku, smaku, powonienia), przesyłane są do kory mózgowej („mózgu myślącego”) za sprawą układu wstępującego dzięki wyspecjalizowanemu układowi projekcyjnemu (projection  system). Anatomicznie, informacja biegnie włókami nerwowymi od  szklaków nerwowych po układ siatkowaty. Z koli układ zstępujący prawdopodobnie odpowiada za lepszą koordynację reakcji oraz jej szybkość, gdy człowiek doznaje wzmożonego pobudzenia. Wzmożona aktywność sprawia, iż jesteśmy w stanie dokładniej i szybciej przetwarzać większy zakres informacji. Wzrost pobudzenia nerwowego sprawia, iż człowiek sprawniej odbiera znaczące dane z sytuacji zewnętrznej oraz scala je z treścią zasobów pamięci i schematów umysłowych. Z kolei wzmożenie aktywności mięśniowej umożliwia natychmiastową odpowiedź na łatwiej przetwarzane bodźce [5]. 

Udział w zdobywaniu wiedzy i ruchach mięśniowych

Badania eksperymentalne pokazały, że układ siatkowaty pełni również rolę w zdolności utrzymywania uwagi. Ogrywa więc niemałą rolę w zdobywaniu wiedzy, rozwiązywaniu zadań, sprawnym działaniu. Ponadto uczestniczy w modyfikowaniu ruchów mięśniowych, zapewnianiu gotowości mięśni do aktywności, a nawet wzmacnianie lub osłabianie reakcji czuciowych [1].
Pewien eksperyment naukowy przeprowadzony na rezusach, które miały za zadanie nauczyć się rozróżniania dwóch różnych obiektów, aby rozpoznać pod którym ukryto pokarm, pokazał iż małpy, których twór siatkowaty stymulowano elektrycznie uczyły się szybciej od małp o niepobudzanym obszarze siatkowatym [5]. 

Funkcja uczenia się z doświadczeń

Układ siatkowaty posiada zdolność uczenia się bodźców ważnych dla organizmu. Ma to znaczenie adaptacyjne. Za sprawą elastyczności, pozwalającej na zapamiętywanie informacji o znaczeniu poszczególnych bodźców, usprawnia się proces selekcji informacji docierających do osobnika. Pod wpływem doświadczenia zdobywanego w toku życia człowieka (w rozwoju ontogenetycznym) lecz również w wyniku doświadczeń gatunkowych (rozwój filogenetyczny) układ siatkowaty uczy się, które sygnały wymagają reakcji, a które bodźce można pomijać. Dzięki temu odpowiedzi organizmu mogą być adekwatniejsze, a więc lepiej przystosowane do zmieniających się warunków zewnętrznych. Twór siatkowaty posiada więc zdolność wybiórczej reakcji na bodźce, cechuje się również pewną plastycznością [1]. 
Wspomnianą zdolnością układu siatkowatego możemy wyjaśnić dlaczego matka jest bardziej uwrażliwiona na płacz dziecka, podczas gdy inne osoby będą łatwiej odpowiadać na bodźce innego typu. U mężczyzny, którego zdaniem od zawsze była obrona najbliższych krewnych przed niebezpieczeństwami, nawet słabo wyczuwalny zapach dymu, może powodować szybszą aktywację kory przez układ siatkowaty [1].

Adaptacyjne znaczenie selektywności i elastyczności

Dzięki selektywności, układ siatkowaty zapobiega zbędnej aktywacji układu nerwowego. Powstrzymywanie się przed pobudzaniem kory, gdy organizm znajduje się pod wpływem działania bodźców o niewielkim znaczeniu, chroni zasoby energetyczne ciała i umysłu. Wybiórczość reakcji pozwala na zachowanie harmonii wewnętrznej. Nieustanna stymulacja skutkowałaby wieloma negatywnymi konsekwencjami. Nadmierne, chroniczne pobudzenie nie tylko wyczerpywałoby energetycznie, utrudniając radzenie sobie z sytuacjami wymagającymi reakcji i zużycia znacznych zasobów, co uniemożliwiałoby normalne funkcjonowanie oraz stanowiłoby zagrożenie dla zdrowia osobnika.

Pamięć trudnych doświadczeń

Jednocześnie wspomniane właściwości uczenia się i plastyczności układu siatkowego w pewnych okolicznościach mogą odpowiadać za negatywne doznania. Dzieje się tak wówczas, gdy w biegu życia człowieka pojawiają się niekorzystne oddziaływania związane z częstym i nadmiernym poczuciem zagrożenia. Szczególne znaczenie pełnią tu wpływy wczesnego okresu życia (dzieciństwo i adolescencja) oraz wydarzenie silnie stresujące (traumatyczne). Kiedy doświadczenia indywidualne sprawiają, że podmiot doznaje chronicznego i nadmiernego pobudzenia, wówczas zdolność uczenia się tworu siatkowego może prowadzić do nieadekwatnych reakcji w dalszym biegu życia człowieka. Stąd dla dobrostanu funkcjonowania podmiotu w kolejnych fazach rozwojowych (dzieciństwo, adolescencja, dorosłość szczególnie wczesna i średnia) ważne jest, aby pierwsze lata życia upływały we względnym poczuciu bezpieczeństwa oraz w warunkach zapewniających poczucie wsparcia dorosłych w sytuacjach stresujących (m. in. w nadawaniu znaczeń/interpretacji i rozwijaniu sposobów przezwyciężania trudności, "metoda zaplecowa" w radzeniu sobie z wyzwaniami). Nadmierne pobudzenie układu nerwowego, obserwowane m. in. u osób doznających objawów nerwicowych (w tym zaburzeń lękowych) oraz związanych z innymi trudnościami psychologicznymi, może wiązać się ze zdolnością uczenia się, silnie lub chronicznie stymulowanego w biegu życia układu siatkowatego, w połączeniu z biologiczną podatnością indywidualną (hipoteza podatności -  stresu [4]) oraz z innymi możliwymi czynnikami (np. poznawczymi interpretacjami). 

Nigdy sam czynnik chorobotwórczy nie decyduje o powstaniu choroby, gdyż niemniej ważną role odgrywa również sam ustrój. Nieraz mimo zadziałania czynnika chorobotwórczego nie powstaje choroba. Zależy to od odporności danego ustroju. Powstanie choroby wynika więc nie tylko z zadziałania czynnika chorobotwórczego, ale również ze stanu ustroju, na który zadziała czynnik chorobotwórczy [cyt. Horst, s. 387].

Rola w świadomym funkcjonowaniu

Ponadto układ siatkowaty utrzymuje człowieka w stanie świadomości. Uszkodzenie tego organu może powodować stan śpiączki, niemożność zachowania świadomości. Istnieje możliwość zachowania aktywności osobników pozbawionych kory mózgowej, za to posiadających sprawny układ siatkowaty. Stan taki może utrzymywać się nawet kilka lat, jednak w długotrwałej perspektywie stan wzbudzenia wymaga współdziałania omawianej struktury z korą mózgową [1].

Znaczenia dla jakości życia

Twór siatkowaty odpowiada więc za świadomą aktywność umysłu, pozostanie w stanie gotowości do reagowania, zarządza przepływem informacji w układzie nerwowym, monitoruje dopływające bodźce, selekcjonuje je oraz decyduje o wzbudzeniu reakcji na nie, usprawnia pracę mięśni, a także bierze udział w takich procesach poznawczych jak: koncentracja, introspekcja (zaglądanie w głąb siebie) oraz różne przejawy rozumowania [1].

Literatura:

[1] French, J., D., (1962) Układ siatkowaty, w: Psychofizjologia, wybrał i opracował: K. Jankowski,  PWN

[2] Gołąb, B., Tkaczyk, (1981) Anatomia i fizjologia człowieka. Podręcznik dla studentów farmacji, wydanie drugie zmienione i uzupełnione, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 

[3] Horst, A., (1963) Fizjologia Patologiczna. Podręcznik dla studentów i lekarzy, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich., wydanie II, Warszawa, s.387

[4] Seligman, M., E., P., Walker, E., F., Rosenhan, D., L., (2011) Psychopatologia, Wydawnictwo Zysk i S-ka, 2011
[5] Franken, E, R., (2013) Psychologia motywacji, Gdańskie Wydawnictwo Psychologiczne, Gdańsk

Autorstwo opracowania: Eliza Śliwińska